【题目】如图所示,绝缘的中空轨道竖直固定,圆弧段COD光滑,对应圆心角为1200,CD两端等高,O为最低点,圆弧的圆心为O′,半径为R;直线段AC、HD粗糙且足够长,与圆弧段分别在C、D端相切.整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,在竖直虚线MC左侧和虚线ND右侧存在着电场强度大小相等、方向分别为水平向右和水平向左的匀强电场.现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,从轨道内距C点足够远的P点由静止释放.若小球所受电场力的大小等于其重力的 倍,小球与直线段AC、HD间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,求:
(1)小球在第一次沿轨道AC下滑的过程中的最大加速度和最大速度;
(2)小球经过长时间的往复运动过程中,轨道最低点O对小球最小支持力的大小
【答案】(1);(2)2mg-qB;方向竖直向上
【解析】
试题分析:(1)小球第一次沿轨道AC下滑的过程中,由题意可知,电场力与重力的合力方向恰好沿着斜面AC,则刚开始小球与管壁无作用力,当从静止运动后,由左手定则可知,洛伦兹力导致球对管壁有作用力,从而导致滑动摩擦力增大,而重力与电场力的合力大小为:,
其不变,根据牛顿第二定律可知,做加速度减小的加速运动,因刚下滑时,加速度最大,
即为;
当小球的摩擦力与重力及电场力的合力相等时,洛伦兹力大小等于弹力,小球做匀速直线运动,小球的速度达到最大,即为qvB=N,而μN=f,且,
因此解得:;
(2)对小球在O点受力分析,且由C向D运动,由牛顿第二定律,则有:;
由C到O点,机械能守恒定律,则有:mgRsin30°=mv2;
由上综合而得:对轨道的弹力为2mg-qB,
当小球由D向C运动时,则对轨道的弹力为2mg-qB方向竖直向上。
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】图甲为某同学用力传感器取探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景,用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧,读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F(从电脑中直接读出)。所得数据记录在下列表格中:
(1)从图乙读出刻度尺上的刻度值为 ;
(2)根据所测数据,在图丙坐标纸上作出F与x的关系图像;
(3)由图像求出该弹簧的劲度系数为 ,弹簧的原长为 (均保留三位有效数字)。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】一根长为L的线吊着一质量为m的带电量大小为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,线与竖直方向成37o角,重力加速度为g.
(1)试画出小球受力示意图,并判断小球带正电荷,还是负电荷?
(2)求匀强电场的电场强度的大小;
(3)现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,求小球经过最低点时线的拉力.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点.左侧是一套轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r.b点在小轮上,到小轮中心的距离为r.已知c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中皮带不打滑,则以下判断正确的是( )
A. a点与d点的向心加速度大小相等
B. a点与b点的角速度大小相等
C. a点与c点的线速度大小相等
D. a点与c点的向心加速度大小相等
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】关于力,下列说法中错误的是( )
A.力是物体与物体之间的相互作用
B.力可以只有施力物体而没有受力物体
C.力是矢量,它既有大小又有方向
D.力可以用带箭头的线段表示
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】下列关于电磁波和电磁波谱的认识正确的是()
A.电磁波是横波
B.电磁波在真空中不能传播
C.麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
D.红外线的频率比紫外线频率大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标。这种照相机能拍到晚上行驶的汽车,即使汽车不开灯行驶,也瞒不过它。这种遥感照相机敏感的电磁波属于( )
A.可见光波段
B.红外波段
C.紫外波段
D.X射线波段
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】建筑工地上的起重机把重为1.5×103N的一箱砖先竖直向上提升40m,然后水平移动30m,此过程红砖块克服重力做功大小是( )
A.4.5×104J
B.6.0×104J
C.7.5×104J
D.1.05×105J
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com